Lactato, a redenção! Do lixo para o luxo metabólico

Por Yuri Motoyama

Hoje vou resenhar aqui um artigo muito interessante que saiu no periódico International Journal of Molecular Sciences do grupo MDPI sobre Lactato (para ler o artigo na íntegra basta clicar na referência no final do texto.) Coincidentemente passamos por um período de olimpíadas onde vimos ainda muitos apresentadores vomitando pérolas como “olha aí o atleta parando por conta do excesso de ácido-lático”. Acredito que dentro do meio acadêmico, a teoria do Lactato já pode ser considerada o paradigma vigente desconstruindo a antiga teoria da formação do ácido-latico e sua consequente contribuição para a acidose celular. Agora, já passamos para um novo  patamar dessa discussão que está relacionada a  função do Lactato dentro do sistema nervoso central.

Se você estiver interessando nessa discussão pode clicar aqui e ouvir um podcast ou clicar aqui e ler um texto introdutório sobre lactato.

No século 18, um pesquisador chamado Carl Wilhelm Scheele observou in vitro diversos ácidos orgânicos, entre eles estava o ácido-lático.  Desde então, subsequentes estudos sobre exercício e fadiga apontavam para uma molécula peculiar presente em músculos fadigados. E por essa molécula sempre se apresentar em um ambiente ácido (muitos protons de H+) foi chamada de ácido-lático.

Exercício e produção de Lactato

Durante uma atividade física intensa, as células musculares sintetizam muito ATP através da transferência de energia vinda da glicólise e também do fosfato de creatina, também chamado de metabolismo anaeróbio. Nessa situação, o metabolismo celular não consegue utilizar o metabolismo aeróbio (fosforilação oxidativa) para continuar com a ressíntese de ATP dentro da mitocôndria. Assim, para que a transferência de energia vinda da glicólise continue, é necessário que o subproduto do metabolismo (piruvato) não se acumule. Lembrando que o acumulo de algumas moléculas, como o piruvato, podem inviabilizar enzimas glicolíticas e parar com todo o processo de transferência de energia! Então, o piruvato não utilizado pelas vias aeróbias de transferência de energia, é reduzido à Lactato pela enzima lactato desidrogenase (LDH) e consequentemente oxidando um NADH+H+ para NAD+.

O Lactato também pode ser considerado como um metabólito importante do sistema aeróbio, já que ele pode ser utilizado por fibras do tipo I e cardíacas para a formação de acetil-CoA na mitocôndria. Uma grande parte da produção de Lactato dos músculos ativos é reutilizada pelos músculos inativos ou que estejam com uma disponibilidade ideal de O2. Outros órgãos que também se beneficiam desse metabólito são o fígado é o cérebro.

Captação de Lactato pela barreira hematoencefálica e transportadores de monocaboxilato

Caso você esteja vendo esses termos pela primeira vez, vale a pena dar uma olhadinha nos artigos de um autor chamado Brooks que definiu o termo “lançadeira de lactato”. Termo que se refere aos transportadores de lactato que temos na membrana celular e mitocondrial. Um caso interessante de “lançadeira de lactato” observado na literatura está entre as células gliais (especialmente astrócitos). Antigamente, essas células não eram tão consideradas no funcionamento do Sistema Nervoso Central (SNC) pois achava-se que apenas serviam de “suporte” para a estrutura neuronal. Hoje muitas funções do sistema nervoso são atribuídas a esse conjunto de células que compõem 10x mais o número de neurônios.

Dentre os mais de 10 subtipos de transportadores de monocarboxilato (MCT) temos dois subtipos interessantes nessa conversa. O MCT-1 que através de um sistema de co-transporte “puxam” o Lactato e um próton H+ para dentro de uma estrutura (célula muscular, mitocôndria, células do SNC) e os MCT-4 que “expulsam” pelo mesmo sistema de co-transporte Lactato e H+.  Já é observada a presença de MCT-1 na barreira hematoencefálica e MCT-2 nos elementos pós sinápticos das sinapses glutamatérgicas, mostrando uma importância do lactato como fonte de energia para intensas atividades neuronais. No SNC temos a expressão de MCT-4 na membrana dos astrócitos tanto nos processos pré-sinápticos quanto em seus pés-vasculares.

Aqui já podemos imaginar um cenário onde o Lactato pode interagir diretamente com as células do SNC. Outro ponto que não podemos esquecer com relação as células gliais, especificamente os astrócitos, é sobre sua função sobre os estoques de glicose como glicogênio. Isso nos dá um suporte energético em condições de restrição de glicose.

Evidências (veja o artigo citado no final) mostram que tanto astrócitos quanto neurônios podem utilizar o Lactato, convertê-lo em piruvato e reutiliza-lo no ciclo do ácido cítrico para transferência de energia em forma de ATP.  Outro fato curioso é que esse sistema astrócito-neurônio de transporte de lactato parece estar relacionado com a memória de longo prazo. Fenômeno observado em atividades cognitivas intensas no hipocampo onde há glicogenólise elevada (no astrócito) e produção de lactato que são transferidos para os neurônios quando o suprimento de glicose local não são suficientes.

Lactato, exercício físico e benefícios cognitivos

Já existem evidências sobre efeitos neurogênicos e neuroplásticos do exercício físico (procure no Pubmed pelos artigos do professor Terrence Sejnowski). Agora temos mais uma peça nessa quebra-cabeças com a presença do Lactato como metabólito ativo do SNC. Em modelos animais, ratos submetidos a atividades intensas apresentaram redução da glicemia com aumento da produção de lactato no hipocampo, cerebelo, cortex e tronco cerebral. Outras evidências mostram uma utilização do lactato produzido nas células musculares, durante exercícios físicos, em neurônios através do MCT.

Além desse papel fundamental no suporte de energia das células do SNC, também temos a presença do Lactato nas vias de comunicação que podem modular a tensão dos vasos dentro do SNC, como também na angiogênese (proliferação capilar) e no crescimento celular.

A redenção do Lactato!

É interessante pensarmos que estamos falando de um processo de mudança completa de paradigma em relação ao velho “ácido-lático”. Agora, além de temos muitas evidências mostrando o Lactato como um protelador da fadiga (e não um promotor), estamos direcionando a conversa para um novo patamar. Estamos falando que a produção de lactato, promovida pelo exercício físico, pode ter efeitos positivos fisiológicos e também patológicos sobre o envelhecimento do SNC e doenças neurodegenerativas.

Se você gosta de uma polêmica envolvendo o Lactato não deixe de comentar e contribuir com a discussão! Se você achou essa resenha interessante compartilhe com seus amigos!

Referências

BROOKS, George A. Lactate. Sports Medicine, v. 37, n. 4-5, p. 341-343, 2007.

PROIA, Patrizia et al. Lactate as a Metabolite and a Regulator in the Central Nervous System. International Journal of Molecular Sciences, v. 17, n. 9, p. 1450, 2016.

 

  • Emanoel Brito

    Cara, muito bom esse trabalho. Sempre tenho dúvidas sobre o assunto, mas dá maneira que explica fica bem esclarecido.

    • Yuri Motoyama

      Ainda bem que você postou esse feedback aqui, estava com medo do texto ter ficado confuso e mal escrito! rs

      • Emanoel Brito

        nada, muito bem claro. se tiver alguma indicação há mais para fazer sobre o assunto, por favor não esquece de dizer. kkk

  • Renato Bontempo

    Valeu companheiro. A apresentação do meu trabalho de hoje será bem melhor. =)

    Abraço

  • luiz

    Sempre acompanho as postagens do site de vocês. Acho muito válido essa linha que se cria entre os pesquisadores, estudantes, profissionais e leigos que tentam procurar o conhecimento em canais que estão ao seu alcance. Vi um post do Cauê falando sobre o comportamento de estudos do estudantes de educação física através das redes sociais e como os professores tem que pensar melhor sobre essa ferramenta, ao invés de ficarem falando que o aluno estudo por esse meio.

    • Yuri Motoyama

      Luiz, eu também penso como você. Acho que em vez de ficarmos colocando em discussão “o que é bom” ou “o que não é bom” deveríamos nos preocupar na nossa formação como indivíduos mais críticos e menos passivos. Sabemos que a internet é um veículo de divulgação pública e qualquer pessoa pode publicar conteúdo. E ninguém tem controle sobre isso, fato! Temos que formar profissionais críticos para saberem separar o que é ciência, o que é opinião e o que é charlatanismo…Abraço chefe e muitíssimo agradecido pelo comentário!